染雾化学工程硕士学位论文开题报告 篇一
标题：基于催化剂的废水处理技术研究
摘要：
随着工业化进程的快速发展，废水排放问题日益突出。废水中高浓度有机物的存在对环境和人类健康造成严重威胁。因此，开发高效、环保的废水处理技术具有重要意义。本研究旨在探索一种基于催化剂的废水处理技术，以提高废水处理效率和降低处理成本。
关键词：催化剂、废水处理、高浓度有机物、环保、处理效率
引言：
废水处理是一项关乎环境保护和人类健康的重要任务。传统的废水处理方法如生物处理、物理吸附等存在处理效率低、处理成本高等问题。催化剂作为一种新兴的废水处理技术，具有高效、可重复使用等优点，因此引起了广泛关注。本研究将应用催化剂在废水处理中的应用，探索其在高浓度有机物处理方面的潜力。
研究目标：
本研究旨在通过实验室规模的废水处理装置，研究基于催化剂的废水处理技术对高浓度有机物的降解效果，并评估其处理效率和经济性。具体研究目标如下：
1. 确定适用于高浓度有机物处理的催化剂种类和配方；
2. 优化催化剂的制备方法，提高其催化活性；
3. 研究废水处理中催化剂的反应机理；
4. 评估基于催化剂的废水处理技术的处理效率和经济性。
研究方法：
本研究将采用实验室规模的废水处理装置，选取适宜的催化剂进行实验。首先，通过文献调研和实验，确定适用于高浓度有机物处理的催化剂种类和配方。然后，优化催化剂的制备方法，提高其催化活性。接下来，通过实验研究催化剂在废水处理中的反应机理。最后，评估基于催化剂的废水处理技术的处理效率和经济性。
预期结果：
预计本研究将取得以下预期结果：
1. 确定适用于高浓度有机物处理的催化剂种类和配方；
2. 优化催化剂的制备方法，提高其催化活性；
3. 揭示基于催化剂的废水处理技术的反应机理；
4. 评估基于催化剂的废水处理技术的处理效率和经济性。
结论：
本研究将为高浓度有机物废水处理提供一种新的技术途径，具有重要的实际应用价值。通过优化催化剂的制备方法和研究其反应机理，将为废水处理领域的研究和实践提供有力的支持。
化学工程硕士学位论文开题报告 篇二
标题：化学工程领域中的碳捕集技术研究
摘要：
碳捕集技术是当前全球能源和环境领域的热点研究方向。随着全球气候变化问题的日益严峻，减少二氧化碳排放量成为重要任务。本研究旨在探索一种高效、经济的碳捕集技术，为减少温室气体排放提供可行方案。
关键词：碳捕集、二氧化碳排放、能源、环境、可行方案
引言：
二氧化碳是主要的温室气体之一，其排放量直接关系到全球气候变化。化学工程领域在碳捕集技术的研究中发挥着重要作用。传统的碳捕集技术如吸收、吸附等存在能耗高、成本昂贵等问题。因此，开发高效、经济的碳捕集技术具有重要意义。本研究将探索一种新的碳捕集技术，以降低二氧化碳排放量并提供可行方案。
研究目标：
本研究旨在开发一种高效、经济的碳捕集技术，以减少二氧化碳排放量并提供可行方案。具体研究目标如下：
1. 研究不同碳捕集技术的原理和特点；
2. 设计和优化一种适用于化学工程领域的碳捕集技术；
3. 评估碳捕集技术的能耗、成本和环境影响；
4. 提出碳捕集技术在能源和环境领域的应用前景。
研究方法：
本研究将通过文献调研和实验研究，探索不同碳捕集技术的原理和特点。然后，设计和优化一种适用于化学工程领域的碳捕集技术。接下来，通过实验和模拟，评估碳捕集技术的能耗、成本和环境影响。最后，提出碳捕集技术在能源和环境领域的应用前景。
预期结果：
预计本研究将取得以下预期结果：
1. 研究不同碳捕集技术的原理和特点；
2. 设计和优化一种适用于化学工程领域的碳捕集技术；
3. 评估碳捕集技术的能耗、成本和环境影响；
4. 提出碳捕集技术在能源和环境领域的应用前景。
结论：
本研究将为减少二氧化碳排放量提供一种新的技术途径，并为能源和环境领域的研究和实践提供有力的支持。通过设计和优化碳捕集技术，并评估其能耗、成本和环境影响，将为碳捕集技术的推广和应用提供可行方案。
化学工程硕士学位论文开题报告 篇三
化学工程硕士学位论文开题报告
开题报告是课题确定之后，研究人员在正式开展研究之前制订的整个课题研究的工作计划，下面是小编搜集整理的化学工程硕士学位论文开题报告，供大家阅读参考。
论文题目：酸烯法生产醋酸仲丁酯的模拟优化与
论文选题的目的和意义(题目来源、国内外发展动态、预期的应用价值、社会效益)：
醋酸仲丁酯,即乙酸仲丁酯,也称醋酸另丁酯、醋酸第二丁酯、乙酸1-甲基丙酯, 英文名称 sec-butyl acetate (SBAC)、2-butanol acetate，是醋酸丁酯的四种异构体之一。醋酸丁酯是一类无色、易燃、具有果实味的液体，可溶解多种树脂及有机物，醋酸仲丁酯与其它异构体的性能在大多数情况下都相似，现已被广泛作为香料、溶剂、医药、萃取剂组分、反应介质组分、金属漆清洗剂组分等。醋酸仲丁酯的`醇酯化法生产工艺早已有之。70年代前，国内外均有生产，美国Union Oil Company的Amosco曾有溶剂用醋酸仲丁酯销售。由于原料仲丁醇价格偏高，而且酯化反应速率慢，平衡转化率也较低，生产技术难度大，因此醋酸仲丁酯逐渐被醋酸正丁酯、醋酸正丙酯等溶剂取代。80年代后，随着MTBE的发展，出现大量副产正丁烯，推动了醋酸-丁烯一步加成法合成醋酸仲丁酯工艺的发展，2006年，世界首套1万吨/年丁烯法醋酸仲丁酯装置在湖南中创化工投产，至2013年醋酸仲丁酯年产能达到85万吨，预计2014年将达到150万吨。
现装置均采用醚后碳四与过量醋酸反应，工艺路线为醚后碳四经过精制除去有含杂质、提高正丁烯含量，与过量醋酸反应，反应产物进入脱碳四塔脱出不反应碳四，剩余反应产物利用共沸精馏手段分离过量醋酸得到粗酯产品，而后进行精制得到最终产品。
1) 加成反应
2) 叠合反应
在烯酸加成工艺中，丁烯的叠合是不希望发生的副反应，是物料结焦、变黑的基础。丁烯二聚与三聚的反应式如下：
酸烯加成为放热反应，目前此部分热量由冷却水移走，造成能量浪费，王聪对冷却水的用量做了优化研究，张志炳等提出采用催化精馏塔利用此部分热量作为加热热源，但受催化精馏设备本身的限制未工业化;共沸精馏是利用低沸点共沸将醋酸(沸点118℃)与醋酸仲丁酯(112℃)分离，采用水作为共沸剂，共沸剂添加量影响分离能耗，胡先念、潘罗其、赵薇等对此做了相应研究;化工精馏塔再沸器产生的蒸汽凝水(0.7MPaG、140℃)作为低温热源装置利用率低，需要加以综合利用，沈潺潺等对常压蒸馏装置低温余热的回收进行了研究;装置加热全部靠外供热源、冷却/冷凝全部靠外供冷源，能源消耗大、成本高，采用夹点技术与Aspen plus模拟技术相结合对装置换热系统进行优化，杨锦、李军、梁搏云、白玫、刘德申等分别对环氧氯丙烷、醋酸乙烯、MTBE及裂解、碳酸二甲酯装置进行了换热网络优化模拟。
根据调查，现醋酸仲丁酯装置单吨产品蒸汽能耗为2.2吨，若经过节能优化单吨蒸汽能耗可降低0.5吨，蒸汽按照150元/吨计算，一套10万吨/年醋酸仲丁酯装置将年节约成本750万元，按照年150万吨产能计算，可为社会节约燃煤8万吨标煤，减少二氧化碳排放21.28万吨，带来巨大经济效益和社会效益。
研究方案(论文拟解决的问题、技术路线、实施方案)：
近年随着醋酸仲丁酯项目的发展，对其催化剂合成、工艺条件、设备选型、装置设计的研究越来越多，但在节能优化设计方面未见报道，本课题的主要任务是对装置进行节能优化设计，首先需要对技术路线、工艺条件等进行优化整合，利用Aspen plus对装置操作条件进行优化模拟;其次结合溴化锂余热制冷技术、HR余热回收技术、喷射式蒸汽混合器技术对装置低温热源进行回收利用，蒸汽凝水降温后回锅炉系统;最后利用夹点技术分析优化整个装置的换热网络。
表1 醋酸仲丁酯装置典型操作参数
反应单元 脱C4精馏塔 第一共沸精馏塔 第二共沸精馏塔 醋酸精制塔
操作温度/℃ 塔顶 70-150 30-60 60-100 70-90 100-150
塔底 100-200 100-300 100-300 125-200
操作压力/MPa 0.6-2 0.05-1 0.1 0.1 0.1
注：反应单元操作温度与催化剂活性密切相关，催化剂进入活性后期需要提高操作温度，但在实际操作用宜控制在110℃以下，最为经济。
研究计划进度：
20XX年11月～20XX年02月 ： 进行中外文献检索，查阅相关资料。
20XX年03月～20XX年04月 ： 设计方案，开题。
20XX年05月～20XX年11月 ： 装置模拟核算。
20XX年12月～20XX年01月 ： 整理数据，总结。
20XX年02月～20XX年04月 ： 撰写论文，准备答辩工作。
预期成果及创新之处：
1、装置单吨能耗降到1.7吨蒸汽/吨醋酸仲丁酯;
2、在醋酸仲丁酯项目中引入HR余热回收技术、喷射式蒸汽混合技术等新技术;
3、利用夹点技术及Aspen plus对醋酸仲丁酯装置换热网络进行优化。
主要参考文献目录：
[1] 陈月珍，刘粮帅，潘玉红，等.醋酸仲丁酯在涂料中的用途探讨[J].上海涂料，2007,46(10)：5~8.
[2] Kirk-Othmer., Encyclopedia of chem ical Technology[M], 2nded. 1980：775~817.
[3] 赵薇.醋酸仲丁酯精制过程研究[D].天津：天津大学，2010.
[4] 胡云光.醋酸仲丁酯的应用及正丁烯法生产技术[J].精细石油化工，2000，(5)：9~12.
[5] Chem Mark Reporter, 1993, 244 (8) : 8 .
[6] S. Hu, Q.-l. Chen, B.-j. Zhang, Y.-l. Liang, X.-n. Gao, Liquid-Liquid Equilibrium of the Ternary System Water + Acetic Acid + Sec-Butyl Acetate[J],Fluidse Equilibria (2008), 2010,1(5):1~20 .
[7] 潘罗其，甘健.一种乙酸仲丁酯的制备方法[P].中国专利：200910005678，2009-02-16.
[8] 张志炳,刘勇,周政,耿皎,孟为民,王冠楠.一种连续生产醋酸仲丁酯的工艺[P].中国专利： 200910232342，2009-12-08.
[9] 王聪.醋酸仲丁酯反应塔冷却水温度及流量的优化[J].石油化工自动化，2010，(1)：38~41，64.
[10] 孙帅，袁学芹.醚后碳四叠合酯化联产异辛烯、乙酸仲丁酯的方法[P].中国专利：201210203291， 2012-06-19.
[11] 袁学芹，孙帅.一种用于醋酸仲丁酯的生产设备[P].中国专利：201110174920，2011-06-27.
[12] 孙帅，袁学芹.一种醋酸仲丁酯反应装置[P].中国专利：201120220215 ，2011-06-27.
[13] 潘罗其，甘健.一种乙酸仲丁酯的制备方法[P].中国专利：201010515132，2010-10-22.
[14] 杨建国, 赵训志,等.一种醋酸与混合碳四合成醋酸仲丁酯的方法[P].中国专利：201310278024， 2013-10-09.
[15] 周长利，董全辉，张东志.一种用于醋酸仲丁酯生产中的精馏塔[P].中国专利：201320377857，2013-06-28.
[16] 陈先银.浅谈调合油品中的苯胺物质等非常规汽油添加剂[J].中国石油和化工标准与质量,2013,6 月(下)：261~263.
[17] 李玲,郭川,吴燕翔.水-仲丁醇-乙酸仲丁酯三元体系的液液相平衡研究[J].高校化学工程学报,2013,27(2)：183~186.
[18] 崔苗，孙栋良，刘艳伟，赵书娟.柴油加氢装置能耗分析与节能优化措施[J].中外能源，2013,18(6):85~88.
[19] 崔云梓.芳烃装置节能降耗技术优化方案分析[J].齐鲁石油化工，2007, 35( 3 ) : 241 ~ 245.
[20] 王明福.齐鲁苯乙烯装置模拟优化和节能改造[D].天津：天津大学，2009.
[21] 付颖.石油化工厂能量系统优化技术应用研究[D].大庆：大庆石油学院，2008.
[22] 杨筱静.蒸汽型双效溴化锂吸收式热泵机组性能及优化研究[D].天津：天津大学，2011.
[23] 单子良.蒸汽喷射式混合系统[P].中国专利：200820120719，2008-06-30.
[24] 刘电收,毛洪财.同时制冷制热溴化锂吸收式节能装置[P].中国专利：201320170642,2013-04-08.
[25] 毛洪财,刘电收.带补冷补热装置的同时制冷制热溴化锂吸收式节能系统[P].中国专利：201320170856,2013-04-08.
[26] 薛海君,余喆.节水型压缩机级间冷却系统[P].中国专利：201210381126,2012-10-10.
[27] 毛洪财,王炎丽.高效利用工作蒸汽凝水热量的蒸汽型溴化锂吸收式热泵[P].中国专利： 201120218125,2011-06-25.
[28] 孙家喜,张亚锋,葛高勇.喷嘴可调式蒸汽喷射器[P].中国专利：201110027632,2011-01-26.
[29] 毛洪财,徐建虎.高效蒸汽双效溴化锂吸收式冷水机组[P].中国专利：201020188196,2010-05-10.
[30] 杨锦,邱泽勤,程景耀,张金利.夹点技术在醋酸丙烯酯法生产环氧氯丙烷过程的应用研究[J].计算 机与应用化学,2011,28(8):975~979.
[31] 杨锦.醋酸丙烯酯法生产环氧氯丙烷的节能研究[D].天津：天津大学，2012.
[32] 马连强,郑开学,贺鑫平,高建红.利用夹点技术设计换热网络[J].化工设计，2005,15(6)：28~31.
[33] 朱玉琴，周丹黎.利用夹点技术分析优化换热网络[J].西安石油大学学报(自然科学版)，2008,23 (6).
[34] 孟继安,牛继舜,王立安.夹点技术基本原理与应用[J],黑龙江石油化工，1997，(2)：1~4.
[35] 李军，朱爽，陈亚中，王祖元，崔鹏. 醋酸乙烯精馏装置节能改造中夹点技术的应用[J].化学工程与装备，2013，(5)：40~43.
[36] 沈潺潺,赵东风,薛建良,李石. 夹点技术在常压蒸馏装置低温余热回收利用中的应用[J].炼油技术与工程，2012,42(7)：61~64.
[37] 梁搏云.MTBE裂解制异丁烯装置换热网络节能研究[D].青岛：青岛科技大学，2012.
[38] 白玫.用Aspen Plus和夹点技术系统调优化工用能[J].石油化工技术与经济，2009,25(6)：39~43.
[39] 刘德申,刘丽明.利用夹点技术分析优化碳酸二甲酯装置换热网络[J].上海化工，2011,36(8)：15~17.
[40] 林妍妍.夹点技术在节能减排方面的应用[J].化工科技市场，2010,33(12)：23~24.
[41] 文立中.精馏过程计算机模拟研究的方法与进展[J].化工电子计算，1992,3:39~44.
[42] Boston J F,Britt H I,Tuyyabkhan MT.Chem Eng Progr,1993,89(11):38.
[43] Marquardt W.Trends in Computer-Aided Process Modeling. Proceedings of Process Systems Engineering’94.
[44] 管国锋，万辉，姚虎卿.过程模拟软件ASPEN PLUS在醋酸-水体系共沸精馏过程中的应用[J].石油化工，2003,32:871~873.
[45] 张敏华，蒋善君，等.ASPEN PLUS软件在大型聚丙烯装置的应用[J].齐鲁石油化工，2006,34(4)：404~409.
[46] 高彤，赵熠.Aspen Plus流程模拟软件在LLDPE装置上的应用[J].齐鲁石油化工, 2 0 0 8 , 3 6 ( 1 ) : 3 5~3 7.
[47] 谢扬，沈庆扬.ASPEN PLUS化工模拟系统在精馏过程中的应用[J].化工生产与技术，1999,16(3)： 17~18.
